JP5592280B2

JP5592280B2 - 冷却壁

Info

Publication number: JP5592280B2
Application number: JP2011000237A
Authority: JP
Inventors: 和彦梅田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-01-04
Also published as: JP2012140810A

Description

本発明は、建物の壁体の屋外側に配置される冷却壁に関する。

近年、都市部の気温が周辺部に比較して高くなる所謂「ヒートアイランド現象」が問題になっている。その原因の一つとして、建物の蓄熱作用が挙げられている。そこで、屋外側の外壁面に反射材料を塗布し、外壁面の反射率を高めることで、壁体の蓄熱（温度上昇）を抑制する外壁構造がある。また、親水性を有するシートを外壁面の屋外側に取り付け、このシートを湿潤にして、水分蒸発に伴う気化熱によって、壁体の温度を低下させる外壁構造がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１８９９８３号公報

前記した従来の外壁構造のように、壁面の反射率を高める構成では、他の建物や地面などに向けて反射される光量が多くなるという問題がある。また、外壁面の屋外側に取り付けたシートを湿潤させる構成では、シートの耐久性が低いという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、屋外の環境に与える影響を低減しつつ、壁体の温度を低下させることができる冷却壁を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、壁体の屋外側に配置される冷却壁であって、上下方向に間隔を空けて並設された複数の板材によって構成され、上下の前記板材の上面は互い違いに傾斜しており、上側の前記板材の下端縁の直下に、下側の前記板材の上面が配置されていることを特徴としている。

この構成では、上側の板材の上面に供給された水は、板材の上面を壁体の一方側から他方側に向けて流れ、壁体の他方側において下側の板材の上面に流下する。さらに、その水は下側の板材の上面を他方側から一方側に向けて流れる。
このように、上下の板材の屋内側と屋外側の間をジグザグ状に水が流れるため、水から板材への熱伝導によって、板材を効果的に冷却することができる。
また、板材の上面を流れる水の蒸発に伴う気化熱によって、冷却壁の屋内側および屋外側の周辺の空気を冷却することができる。さらに、上下の板材の間に空気が流通することで、板材の上面を流れる水の蒸発が促進されるため、冷却壁周辺の冷却効果を高めることができる。
そして、壁体の屋外側に配置された冷却壁およびその周辺の空気が冷却されることによって、壁体の温度を低下させることができる。

また、板材を用いることで冷却壁の耐久性を高めることができる。さらに、壁体の屋外側に配置する構成であるため、既存建物に対して簡単に施工することができる。

なお、上下の板材の横方向および上下方向の位置関係を調整し、その間隔を小さくすることで、上下の板材の間から周辺に水が飛散するのを防ぐことができる。

本発明の他の構成としては、壁体の屋外側に配置される冷却壁であって、上下方向に間隔を空けて並設された複数の樋部材によって構成され、前記樋部材の底部に開口部が貫通しており、上側の前記樋部材の直下に、下側の前記樋部材の溝部が配置され、上側の前記樋部材の底部の前記開口部および上側の開口縁部から流出した水が、下側の前記樋部材に流下することを特徴としている。

この構成では、上側の樋部材の溝部内に溜まった水が、溝部の開口縁部から流出し、樋部材の外面を下方に向けて流れた後に、下側の樋部材の溝部内に流下する。
このように、樋部材に溜まった水が屋内側および屋外側に流れるため、水から樋部材への熱伝導によって、樋部材を効果的に冷却することができる。
また、樋部材の外面を流れる水の蒸発に伴う気化熱によって、冷却壁の屋内側および屋外側の周辺の空気を冷却することができる。さらに、上下の樋部材の間に空気が流通することで、樋部材の外面を流れる水の蒸発が促進されるため、冷却壁周辺の冷却効果を高めることができる。
そして、壁体の屋外側に配置された冷却壁およびその周辺の空気が冷却されることによって、壁体の温度を低下させることができる。

また、樋部材を用いることで冷却壁の耐久性を高めることができる。さらに、壁体の屋外側に配置する構成であるため、既存建物に対して簡単に施工することができる。

なお、上下の樋部材の位置関係を調整し、その間隔を小さくすることで、上下の樋部材の間から周辺に水が飛散するのを防ぐことができる。

本発明の冷却壁では、屋外の環境に与える影響を大幅に低減しつつ、壁体の温度を効果的に低下させることができる。

第一実施形態の冷却壁を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。参考例の冷却壁を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。他の冷却壁を示した図で、（ａ）は第一実施形態の冷却壁の屋外側に格子を配置した構成の斜視図、（ｂ）は参考例の冷却壁の屋外側に格子を配置した構成の斜視図である。

本発明の実施形態および参考例について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各実施形態および参考例の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の冷却壁１０は、図１（ａ）に示すように、上下方向に並設された複数の板材２０と、各板材２０を支持している複数の支柱３０と、を備えている。

板材２０は、直線状に延ばされた長方形の金属板であり、軸方向が水平に配置され、全体が水平面に対して傾斜している。つまり、板材２０は、上面２２に供給された水が、上面２２を屋内側または屋外側に流れるように傾斜している。なお、この実施形態では、熱伝導率が高い金属材料を用いて板材２０が形成されているが、プラスチックなどの樹脂材料を用いてもよい。

第一実施形態では、上下方向に間隔を空けて複数の板材２０が配置されている。図１（ｂ）に示すように、上下の板材２０，２０は互い違いに傾斜している。
第一実施形態では、最上部の板材２０は、図１（ｂ）の左側の縁部が上側で、右側の縁部が下側となるように、水平面に対して鋭角に傾斜している。また、最上部の板材２０の下側に配置された板材２０は、最上部の板材２０の傾斜方向に対して反対向きに同じ角度で傾斜している。同様にして、全ての板材２０が互い違いに同じ角度で傾斜している。

また、上側の板材２０の下端縁の直下には、下側の板材２０の上面２２が配置されるとともに、上側の板材２０の下端縁よりも、下側の板材２０の上端縁が斜め上方に配置されている。すなわち、上側の板材２０の上面２２を下方に向けて延長させると、下側の板材２０の上面２２に交差するように構成されている。

板材２０には、上下方向に貫通した取付孔２１が形成されている。取付孔２１は、各板材２０を平面視したときに、重なり合う部位に形成されている。

支柱３０は、床面に垂直に立設された円形断面の部材である。この支柱３０は、各板材２０を支持するものであり、各板材２０の取付孔２１に挿通され、ボルトなどの固定手段によって各板材２０が取り付けられている。
なお、第一実施形態では、二本の支柱３０，３０が設けられているが、支柱３０の本数や太さは限定されるものではなく、必要な支持力に応じて設定される。

このような冷却壁１０は、既存建物３の壁体３ａの屋外側に配置することで、既存建物３に増設することができる。冷却壁１０と壁体３ａとは間隔を空けて対向しており、冷却壁１０と壁体３ａとの間に空気層４が形成されている。

第一実施形態の冷却壁１０は、以下のような作用効果を奏する。
図１（ｂ）に示すように、図示しない給水手段から最上部の板材２０の上面２２に供給された水は、板材２０の上面２２を屋外側１０Ｂから屋内側１０Ａに向けて流れ、屋内側１０Ａにおいて板材２０の下端縁から下側の板材２０の上面２２に流下する。さらに、その水は下側の板材２０の上面２２を屋内側１０Ａから屋外側１０Ｂに向けて流れた後に、更に下側の板材２０の上面２２に流下する。

このように、冷却壁１０では、順次に下方の板材２０の上面２２に水が供給され、上下の板材２０，２０の屋内側１０Ａと屋外側１０Ｂの間をジグザグ状に水が流れるため、水から板材２０への熱伝導によって、板材２０を効果的に冷却することができる。
また、板材２０の上面２２を流れる水の蒸発に伴う気化熱によって、冷却壁１０の屋内側１０Ａおよび屋外側１０Ｂの周辺の空気を冷却することができる。
さらに、上下の板材２０，２０の間を空気が流通することで、板材２０の上面２２を流れる水の蒸発が促進されるため、冷却壁１０周辺の冷却効果を高めることができる。
そして、冷却壁１０および空気層４が冷却されることによって、壁体３ａの温度を低下させることができる。

また、硬質な板材２０を用いることで、冷却壁１０の耐久性を高めることができる。さらに、壁体３ａの屋外側に配置する構成であるため、既存建物３に対して簡単に施工することができる。

また、上下の板材２０，２０の横方向および上下方向の位置関係を調整し、その間隔を小さくすることで、上下の板材２０，２０の間から周辺に水が飛散するのを防ぐことができる。
また、上側の板材２０の下端縁よりも、下側の板材２０の上端縁が上方に配置されているため、上側の板材２０から斜め下方に向けて流下した水を、下側の板材２０の上面２２によって確実に受け止めることができ、水の飛散を確実に防ぐことができる。

なお、最上部の板材２０に水を供給する給水手段（図示せず）の構成は限定されるものではなく、例えば、上水を板材２０に供給してもよいし、タンクに貯留させた雨水を板材２０に供給してもよい。さらに、最下部の板材２０から流下した水を回収し、その水をポンプによって汲み上げて、再度、最上部の板材２０に供給した場合には、壁体３ａの冷却に使用する水量を大幅に減らすことができる。

以上のように、第一実施形態の冷却壁１０では、屋外の環境に与える影響を大幅に低減しつつ、壁体３ａの温度を効果的に低下させることができる。
また、既存建物３に対して簡単に施工することができ、既存建物３内の冷房効率を大幅に高めることができる。

以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、第一実施形態では、図１（ａ）に示すように、板材２０全体を傾斜させているが、上面のみを傾斜させた板材を用いてもよい。
また、第一実施形態では、全ての板材２０が同じ角度で傾斜しているが、上下の板材２０，２０の傾斜角度が異なっていてもよい。

＜参考例＞
次に、参考例の冷却壁について説明する。
参考例の冷却壁５０は、図２（ａ）に示すように、上下方向に並設された複数の樋部材６０と、各樋部材６０を支持している複数の支柱３０と、を備えている。

樋部材６０は、直線状に延ばされ金属板であり、上端部から下端部に向かうに従って幅寸法が漸減するように、軸断面が半円形状となっている。したがって、樋部材６０には、上部が開口した半円形状の溝部６１が軸方向に形成されている。また、樋部材６０の両端部には、溝部６１を閉塞する側板６２，６２が設けられているため、溝部６１内に貯水可能となっている。この参考例では、熱伝導率が高い金属材料を用いて樋部材６０が形成されているが、プラスチックなどの樹脂材料を用いてもよい。

支柱３０には、上下方向に間隔を空けて複数の樋部材６０が取り付けられている。図２（ｂ）に示すように、上側の樋部材６０の直下に、下側の樋部材６０の溝部６１が配置されている。具体的には、上側の樋部材６０の外面の下端部の直下に、下側の樋部材６０の溝部６１が配置されている。すなわち、上側の樋部材６０の外面を伝って流れた水が、外面の下端部から下側の樋部材６０の溝部６１内に流下するように配置されている。

参考例の冷却壁５０は、以下のような作用効果を奏する。
図２（ｂ）に示すように、図示しない給水手段から最上部の樋部材６０の溝部６１内に水が供給されると、溝部６１内に溜まった水が開口縁部から屋内側５０Ａおよび屋外側５０Ｂに流出し、樋部材６０の外面を流れた後に、外面の下端部から下側の樋部材６０の溝部６１内に流下する。

このように、冷却壁５０では、樋部材６０の内部に溜まった水が屋内側５０Ａおよび屋外側５０Ｂに流れるため、水から樋部材６０への熱伝導によって、樋部材６０を効果的に冷却することができる。
また、樋部材６０の外面を流れる水の蒸発に伴う気化熱によって、冷却壁５０の屋内側５０Ａおよび屋外側５０Ｂの周辺の空気を冷却することができる。
さらに、上下の樋部材６０，６０の間を空気が流通することで、樋部材６０の外面を流れる水の蒸発が促進されるため、冷却壁５０周辺の冷却効果を高めることができる。
そして、冷却壁５０と既存建物３との間に形成された空気層４が冷却されることによって、壁体３ａの温度を低下させることができる。

また、硬質な樋部材６０を用いることで、冷却壁５０の耐久性を高めることができる。さらに、壁体３ａの屋外側に配置する構成であるため、既存建物３に対して簡単に施工することができる。

また、冷却壁５０では、上下の樋部材６０，６０の上下方向の位置関係を調整し、その間隔を小さくすることで、上下の樋部材６０，６０の間から周囲に水が飛散するのを防ぐことができる。
このように、冷却壁５０では、屋外の環境に与える影響を大幅に低減しつつ、壁体３ａの温度を効果的に低下させることができる。

前記した参考例の樋部材６０では、図２（ｂ）に示すように、樋部材６０の軸断面が半円形状となっているが、樋部材の形状は限定されるものではなく、例えば、樋部材の軸断面を逆三角形状に形成してもよい。さらには、樋部材の軸断面を凹形状に形成し、下面に突起部を形成することで、外面を流れた水が突起部から下側の樋部材の溝部に流下するように構成してもよい。
また、全ての樋部材の形状を同じに形成する必要はなく、異なる断面形状の樋部材を組み合わせてもよい。

本発明の第二実施形態としては、樋部材６０の底部に開口部を貫通させ、溝部６１内に水を溜めつつ、底部の開口部から水を流出させるとともに、上側の開口縁部から外面に水が流出するように構成してもよい。
なお、溝部６１内に供給される単位時間当たりの水量Ｗ１よりも、底部の開口部から単位時間当たりに流出する水量Ｗ２が少なくなるとともに、溝部６１内に供給された水の余剰水Ｗ３（＝Ｗ１−Ｗ２）が、上側の開口縁部から流出するように、底部の開口部の開口面積を設定する。
この構成では、冷却壁５０を流れる水の流量が増えるため、壁体３ａの冷却効果を高めることができる。

また、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、冷却壁１０，５０の屋外側に格子７０を配置してもよい。この構成では、格子７０が日除けの役割りを果たすことになり、冷却壁１０，５０の周辺の空気の温度上昇を抑制することができるため、冷却壁１０，５０による冷却効果を高めることができる。
なお、冷却壁１０，５０の屋外側に配置される日除け用の部材は、前記した格子７０に限定されるものではなく、網状の部材や複数の孔が形成された板材など、通気性が確保された部材を用いることができる。

３既存建物
３ａ壁体
４空気層
１０冷却壁（第一実施形態）
２０板材
２２上面
３０支柱
５０冷却壁（参考例）
６０樋部材
６１溝部

Claims

壁体の屋外側に配置される冷却壁であって、
上下方向に間隔を空けて並設された複数の板材によって構成され、
上下の前記板材の上面は互い違いに傾斜しており、
上側の前記板材の下端縁の直下に、下側の前記板材の上面が配置されていることを特徴とする冷却壁。
壁体の屋外側に配置される冷却壁であって、
上下方向に間隔を空けて並設された複数の樋部材によって構成され、
前記樋部材の底部に開口部が貫通しており、
上側の前記樋部材の直下に、下側の前記樋部材の溝部が配置され、
上側の前記樋部材の底部の前記開口部および上側の開口縁部から流出した水が、下側の前記樋部材に流下することを特徴とする冷却壁。